Dissertação de Mestrado

O niobato de potássio (KNbO3) é um material de aplicação piezoelétrica, que pode vir a diminuir o o uso de PZTs (titanato-zirconato de chumbo) para essa função, diminuindo o uso de chumbo, um metal de difícil descarte. Nesse trabalho busca-se a descrição termodinâmica das fases que estão presentes na região de 50% até 75% de K2O no diagrama de equilíbrio de fases K2O-Nb2O5. O niobato de potássio pode ser obtido via rota cerâmica ou via rota hidrotérmica, sendo a hidrotérmica mais atraente para o controle das propriedades do niobato de potássio. Propriedades termodinâmicas do niobato de potássio podem ser encontradas na referência, e, juntamente com a modelagem termodinâmica do sistema K2O-Nb2O5, é possível utilizar softwares de cálculo termodinâmico, como o Thermo-Calc, para se otimizar parâmetros termodinâmicos em uma descrição termodinâmicas das fases presentes na região já citada. Os resultados não se mostraram suficientes para a a convergência matemática na otimização do diagrama considerado, onde foi possível realizar a descrição termodinâmica da fase líquida, da fase KNbO3 e da fase K3NbO4, presentes na região citada, porém com os dados disponíveis até o momento, não foi possível uma representação do diagrama próximo do que é reportado nas referências, então ainda são necessários novos ensaios que possibilitam medir outras propriedades termodinâmicas dessas fases para se obter um resultado mais aperfeiçoado de otimização.

Potassium niobate (KNbO3) is a material with piezoelectric applications, which has the potential to reduce the use of PZTs (lead zirconate titanate| for this purpose, thereby decreasing the use of lead, a difficult-to-dispose-of metal. This study focuses on the thermodynamic description of phases present in the 50% to 75% K2O composition range in the K2O-Nb2O5 phase equilibrium diagram. Potassium niobate can be obtained through either ceramic or hydrothermal routes, with the hydrothermal route being more attractive for controlling the properties of potassium niobate. Thermodynamic properties of potassium niobate can be found in the literature, and, along with thermodynamic modeling of the K2O-Nb2O5 system, thermodynamic calculation software such as Thermo-Calc can be used to optimize thermodynamic parameters in the description of phases within the aforementioned region. The results were sufficient for achieving mathematical convergence in optimizing the considered diagram, allowing for the thermodynamic description of the liquid phase, KNbO3 phase, and K3NbO4 phase within the mentioned region, but far from whats seem in the references consulted, so more refined data is needed to achieve a better. However, further experiments are still necessary to measure additional thermodynamic properties of these phases in order to obtain a more refined optimization outcome.